CRH5A型动车组采用5辆动车3辆拖车共计8辆编组的电力机车,使用DSA250型单臂受电弓,用于为动车组提供牵引电力。该设备可从25KV50Hz架空线处集电。CRH5A型动车组在运行至120万公里时就要逐步进行高级修。高级修包括三级修、四级修及五级修,修程越高,检修范围也就越广,难度也就越大。在检修过程中,受电弓作为为动车组输送动力的高压供电系统的一环,其检修和故障处理十分重要。本文将通过对受电弓系统构成及工作原理的理论分析并结合北京铁路局CRH5A型动车组三级修受电弓系统检修,给出切实可行的三级修受电弓检修及故障处理方案。
1 CRH5A型动车组受电弓简介
CRH5A型动车组受电弓概况:CRH5A型动车组受电弓底架由钢制成,上臂和下臂由较轻的铝合金材料制成并固定在底架上。整个受电弓安装在三个绝缘子上,并用适当的紧固件进行刚性固定。
弓头由带两个托架的刚性构架组成,托架上装配有碳滑板。该构架悬挂在四个拉簧上并纵向装配在托架内。此外,两个横向弹簧安装在弓头和上臂之间,从而可以确保横向弹动。这种悬挂结构可使碳滑板构架在纵向上能够灵活移动,这样就能够缓冲纵向上的冲击,达到保护碳滑板的目的。
受电弓上装有一个气动提升系统,可确保受电弓正常的动态特性、保持与架空线之间的恒定接触压力。该气动提升系统可实现如下两种功能。第一可以实现调整碳滑板与架空线之间的接触压力。第二实现自动降弓装置的功能。
2 CRH5A型动车组受电弓工作原理
2.1 CRH5A型动车组受电弓气路工作原理
风缸的压缩空气用于操作受电弓。受电弓的工作原理如下:
(1)电磁阀的入口处始终通有压缩空气。
(2)操作主指令板上的受电弓提升杆以升起受电弓。
(3)车载计算机即可发送信号励磁电磁阀。电磁阀被励磁、允许空气经压缩空气净化器进入节流阀(升弓),以清除灰尘和湿气。
(4)节流阀允许空气压力缓慢进入减压阀的入口。节流阀可用于调整升弓时间。
(5)减压阀的输出压力可以调整至预设值4 bar(最大压力值)。减压阀可调整受电弓的工作压力,其精度为±0.02bar。由于气压每变化0.1巴会使接触压力变化10N,因此减压阀必须达到该精确度。
2.2 自动降弓装置(ADD)气路工作原理
当碳滑板破裂时,可气动操作该自动降弓装置自动降下受电弓,以免损坏接触网和受电弓。压缩空气经由供风系统从受电弓驱动装置进入带有风道的碳滑板。如果由于碳滑板的缺陷而导致压缩空气泄漏,受电弓升弓装置中的气体会从快速降弓阀中迅速排出。
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3 CRH5A型动车组三级修中受电弓系统故障处理分析
CRH5A型动车组三级修过程中共分14个检修项目,重点的检修项目为碳滑板、升弓装置、弓角、弓体、阻尼器。在检修和处理故障时也主要对这5个检修项目逐步一排查。
在对CRH5A进行自主三级修工作时,检修过程中发生受电弓故障多起,在处理故障过程中均针对故障总结了处理方案,为今后的检修任务的完成提供了珍贵的技术支持。下面列举4种故障,总结受电弓检修的故障处理方案。
3.1 故障案例一
故障描述:受电弓升弓时间为12秒超过标准时间2秒
原因分析:受电弓是由气路提供升弓动力,气路气流增大,升弓速度随之加快,在升弓高度相同的情况下,升弓时间随之缩小。因此调节升弓节流阀,便可实现调整升弓时间的要求。
处理方案:调节升弓阀板上的升弓节流阀逆时针旋转调节螺钉,增大空气流速,从而减少升弓时间,使升弓时间达到8秒,符合作业指导书中要求的升弓时间小于10秒的要求。
3.2 故障案例二
故障描述:受电弓无法升起
原因分析:受电弓是由受电弓阀板操作、压缩空气净化器、钢丝绳连接、轴承转动及碳滑板受流五个步骤完成车辆供电,在无法升弓时也从这五个方面排查。
(1)升弓间受电弓阀板操作受干扰
处理措施:1)检查蓄电池电压,电压值至少应为18V。2)检查磁阀、操作开关处的连接是否松动,如有松动,应紧固连接。3)检查磁阀、操作开关处的连接片是否破损,如有破损,应更换连接片。4)检查节流阀、减压阀、性能阀和ADD装置是否漏气,如发现运行缓慢,应更换相应的阀门。
(2)检查压缩空气净化器。
通过对受电弓气路系统的分析及通过测试接口风压测量,检查压缩空气净化器导通情况。损坏时更换压缩空气净化器。
(3)钢丝绳断裂
处理措施:检查钢丝绳是否破损、股线断裂。如有必要,应更换钢丝绳。
(4)轴承被卡住
处理措施:检查轴承能否自由移动、是否出现声音异常和异常发热。如有必要,应更换轴承。
(5)碳滑板损坏
处理措施:更换碳滑板。 检查碳滑板是否损坏,如损坏,应对其更换。
4 结束语
受电弓系统作为高压系统的重要组成部件,受电弓能否正常工作,能否正常从接触网受流,更是保证动车组行车安全的重中之重。今年我局完成首列CRH5A型动车组三级修试修工作中,受电弓系统也是我们检修的重中之重。本文详细分析受电弓系统的组成及工作原理,并对于现场检修过程中出现的问题给予总结归纳,这对于日后CRH5A型动车组三级修受电弓系统的检修,奠定了良好的理论基础,并对故障查找及处理积累了宝贵的经验。对后续工作具有一定的指导意义。